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1、第 10 讲函数与方程1结合二次函数的图象,了解函数的零点与方程根的联系,判断一元二次方程根的存在性及根的个数2根据具体函数的图象,能够用二分法求相应方程的近似解1函数的零点(1) 方 程 f(x) 0 有 实 根 函 数 y f(x) 的 图 象与x轴有_函数 yf(x)有零点;交点(2)如果函数 yf(x)在区间(a,b)上的图象是连续不断的,且有 f(a)f(b)_0,那么函数 yf(x)在区间(a,b)上有零点一般把这一结论称为零点存在性定理2二分法如果函数 yf(x)在区间m,n上的图象是一条连续不断的曲线,且 f(m)f(n)0,通过不断地把函数 yf(x)的零点所在区间一分为二,
2、使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法1如图 2-10-1 所示的是函数 f(x)的图象,它与 x 轴有 4 个不同的公共点给出下列四个区间,不能用二分法求出函数 f(x)零点的区间是()B图 2-10-1A2.1,1C4.1,5B1.9,2.3D5,6.1f(1)2f(1.5)0.625f(1.25)0.984f(1.375)0.260f(1.437 5)0.165f(1.406 25)0.0522(2012 年广东韶关一模)若函数 f(x)x3x22x2 的一个正数零点附近的函数值用二分法逐次计算,参考数据如下表: 那么方程 x3 x2 2x20 的一个近似根(精
3、确到 0.1)为( C )A1.2C1.4B1.3D1.53方程 2xx40 的解所在的区间为()CA(1,0)B(0,1)C(1,2)D(2,3)解析:令 f(x)2xx4,f(1)f(2)20,f(x)在(1,2)内有零点4函数 f(x)log3xx2 的零点所在的区间为()BA(0,1)B(1,2)C(2,3)D(3,4)解析:函数f(x)log3xx2 的定义域为(0,+),且在(0,)上单调递增又f(1)10,函数f(x)有唯一零点,且零点在区间(1,2)内x0.20.61.01.41.82.22.63.03.4 xy21.149 1.516 2.0 2.639 3.482 4.59
4、5 6.063 8.0 10.556 2yx0.040.361.01.963.244.846.769.011.56 考点 1 判断函数零点所在的区间例 1:(1)利用计算器,列出自变量和函数值的对应值如下表:那么方程 2xx2 的一个根位于下列区间中的()A(0.6,1.0)C(1.8,2.2)B(1.4,1.8)D(2.6,3.0)解析:令 f(x)2xx2.由 f(0.6)1.5160.360,f(1.0)2.01.00 ,排除A ;由 f(1.4) 2.639 1.960 ,f(1.8) 3.482 3.240,排除 B;由 f(2.6)6.0636.760,f(3.0)8.09.00,
5、f(2.2)4.5954.840,可确定方程 2xx2 的一个根位于区间(1.8,2.2)上答案:C答案:C【规律方法】判断函数yf(x)在某个区间上是否存在零点,常用以下三种方法:当对应方程易解时,可通过解方程,看方程是否有根落在给定区间上;利用函数零点的存在性定理进行判断;通过函数图象,观察图象与 x 轴在给定区间上是否有交点来判断.【互动探究】1(2013 年重庆)若 ab0;f(b)(bc)(ba)0,f(a)f(b)0,f(b)f(c)0,所以两个零点分别位于区间(a,b)和(b,c)内考点2二分法的应用例2:已知函数 f(x)lnx2x6.(1)求证:函数 f(x)在其定义域上是增
6、函数;(2)求证:函数 f(x)有且只有一个零点;(1)证明:函数 f(x)的定义域为(0,),设 x1x2,则 lnx1lnx2,2x12x2.lnx12x16lnx22x26.f(x1)f(x2)f(x)在(0,)上是增函数(2)证明:f(2)ln220,f(2)f(3)0.f(x)在(2,3)上至少有一个零点又由(1)知,f(x)在(0,)上是增函数,因此 f(x)0 至多有一个根,从而函数 f(x)在(0,)上有且只有一个零点【规律方法】(1)二分法是求方程根的近似值的一种计算方法,它只能用来求函数的变号零点;(2)给定精度,用二分法求函数yf(x)的零点近似值的步骤如下:确定区间m,
7、n,验证 f(m)f(n)0,给定精度;求区间m,n的中点 x1;计算 f(x1):)若 f(x1)0,则x1 就是函数yf(x)的零点;) 若 f(m)f(x1)0 ,则令nx1 此时零点x0 (m ,x1) ;) 若f(x1)f(n)0,则令mx1此时零点x0(x1,n)【互动探究】2若函数 f(x)的零点与 g(x)4x2x2 的零点之差的绝对)值不超过 0.25,则 f(x)可以是(Af(x)4x1Bf(x)(x1)2Cf(x)ex1答案:A 考点 3 利用导数讨论方程的根的分布例 3:(2013 年广东广州一模)已知 f(x)是二次函数,不等式f(x)0 的解集是(0,5),且 f(
8、x)在点(1,f(1)处的切线与直线 6xy10 平行(1)求 f(x)的解析式;(2)是否存在 tN,使得方程 f(x)37x0 在区间(t,t1)内有两个不相等的实数根?若存在,求出 t 的值;若不存在,请说明理由思维点拨:(1)由二次不等式f(x)0 的解集可设出 f(x)解析式,利用条件求出 f(1),解出待定系数(2)对方程作等价变形,利用导数和变号零点判定法则探求 t.函数f(x)在点(1,f(1)处的切线与直线 6xy10 平行,f(1)6.2a5a6,解得 a2.f(x)2x(x5)2x210 x.解:(1)方法一:f(x)是二次函数,不等式f(x)0.f(x)2ax5a.方法
9、二:设 f(x)ax2bxc,不等式 f(x)0 的解集是(0,5),方程 ax2bxc0 的两根为 0,5.c0,25a5b0.f(x)2axb,又函数 f(x)在点(1,f(1)处的切线与直线 6xy10 平行,f(1)6.2ab6.由,解得 a2,b10.f(x)2x210 x.【互动探究】3函数 f(x)2xx32 在区间(0,1)内的零点个数是()A0 个B1 个C2 个D3 个B解析:因为 f(x)2xln23x20,所以函数 f(x)2xx32 在(0,1)内单调递增又 f(0)1210,所以由零点存在性定理知,在区间(0,1)内函数的零点个数为 1 个故选 B.思想与方法 运用
10、分类讨论思想判断方程根的分布例题:已知函数 f(x)ax2x13a(aR)在区间1,1上有零点,求实数 a 的取值范围令 f(x)0,得 x1 是区间1,1上的零点当 a0 时,函数 f(x)在区间1,1上有零点分三种情况:解:方法一:当a0 时,f(x)x1.【规律方法】(1)函数 f(x)ax2x13a(aR)在区间1,1上有零点,应该分类讨论:讨论 a0 与 a0;讨论有一个零点或有两个零点;如果只有一个零点还要讨论是否是重根(2)函数 f(x)的零点不是“点”,它是一个数,是方程 f(x)0 的实数根(3)准确理解根的存在性定理:f(x)在a,b上连续;f(a)f(b)0.其中是零点存在的一个充分条件,不是必要条件,并且满足 f(a)f(b)0 时,f(x)在a,b上至少有一个零点;不满足 f(a)f(b)0 时,f(x)在a,b上未必无零点,也可能有多个零点